Oben hab ich noch was geschrieben zum ADC.

Kapazitätsmessung kann man so machen (AT90S2313 geht prima):
C über einen Port des Analog Comparators (AC) und Vorwiderstand aufladen. Bei LED kann der Vorwiderstand natürlich wegfallen. Den anderen Port des AC auf Vcc/2 legen. Wenn der C voll ist, den LED-Pin auf hochohmigen Eingang und den C über einen externen R entladen. R geht von Port nach GND.
Zeitmessung: Timer1 wird auf 0 gesetzt und in dem Moment gestartet, wo man anfängt, den C zu entladen. Den Ausgang des AC konfiguriert man zum eingang des InputCapture. In dem Moment, wo der AC seine Polarität wechselt, wird der Stand von Timer1 im ICR1 gemerkt. Die so gemessene Zeit ist direkt proportional zum C (AFAIR bis auf 4 Taktzyklen Versatz). Im Faktor stecken noch die Taktfrequenz, R und ln(2).

Das ganze geht bestimmt auch anders rum: C entladen und über einen AC-Pin durch aktiviertem Pullup aufladen. Die Pullups liegen so bei 50-80kOhm, dürften also zu klein sein. Dann könnte man den Entlade-R sparen.

::EDIT::

Den Eingangswiderstand kannst du mit mehreren 100 MOhm oder einigen GOhm ansetzen.